Сейсмичность и напряженно-деформированное состояние литосферы Монголии

Цель исследования – оценка структуры и особенностей НДС, выделение главных закономерностей сейсмогеодинамики и распределения землетрясений на трех иерархических уровнях литосферы Монголии с акцентом на проявлениях сейсмичности, почвенного радона и GPS-скоростей в окрестностях г. Улаанбаатар.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

Статистический анализ сейсмичности показал, что активизации в литосфере Байкальской рифтовой системы (БРС) приводят к кратковременной упорядоченности энергетической структуры и синхронизации динамики землетрясений Монголии.

Вариации сейсмических моментов землетрясений Монголии обусловлены сменой типа подвижки в очагах под влиянием геодинамических активизаций в литосфере БРС. Региональные геодинамические источники БРС формируют переменное поле напряжений в северной и центральной Монголии, а стохастическое воздействие глобальных источников повышает уровень напряжений сжатия в юго-западной Монголии.

Поле сейсмотектонических деформаций на территории Монголии отличается отчетливо выраженной неоднородностью. На юго-западе литосфера менее дислоцирована, чем на севере и, тем более, в центре, где сейсмотектонические деформации характеризуются высокой неоднородностью.

Повышение сейсмической активности в окрестностях г. Улаанбаатар обусловлено усилением тектонических подвижек по сети разломных зон на современном этапе их развития, что отчетливо проявляется при количественном анализе сейсмологических, эманационных и GPS-геодезических данных. Крупные разломы территории обладают потенциалом, который, судя по оценкам голоценовых землетрясений, может привести к сейсмическим событиям высокой магнитуды.

Научная новизна.

Впервые выполнена статистическая обработка и интерпретация представительного фактического материала инструментальных сейсмологических наблюдений и определений параметров очагов землетрясений с целью изучения пространственно-временной и энергетической структуры сейсмичности и НДС литосферы Монголии. Работа выполнена преимущественно на фактическом материале автора и его коллег.

Большинство данных являются новыми, как по фактическому материалу для конкретных изучаемых объектов, так и по интерпретации.

Главные результаты:

– установлено, что главные особенности наблюдаемых изменений сейсмических моментов землетрясений Монголии обусловлены сменой типа подвижки в очагах под влиянием геодинамических активизаций в литосфере БРС. Региональные геодинамические источники БРС создают переменное поле напряжений северной и центральной Монголии, а стохастическое воздействие глобальных источников приводит к повышению уровня напряжений сжатия в юго-западной Монголии.

– анализ радиусов дислокаций показал, что литосфера северной и центральной Монголии дислоцирована сильнее, чем на юго-западе страны. Выделены неоднородности НДС, причем повышенная изменчивость наблюдается в центральной части страны. В динамике изменений напряженного и деформированного состояний литосферы выявлен небольшой фазовый сдвиг.

– установлено, что основные стадии изменчивости сейсмичности и НДС литосферы Монголии обусловлены геодинамическими активизациями БРС и между активизациями и моментами усиления изменчивости верифицирована связь. Этот результат развивает феноменологическую модель стационарного сейсмического процесса, отражая особую роль и существенное влияние структурных перестроек НДС в литосфере БРС на геодинамику Монголии.

Наблюдаемая на исследуемом уровне сейсмогенеза стадийность и системность геодинамики является одним из атрибутов механизма возвращения иерархической системы разломов-блоков в метастабильное состояние после геодинамических активизаций и сильнейших землетрясений. В контексте детерминированного хаоса эти процессы могут быть поняты как отклики на переход неустойчивой геолого-геофизической среды различного иерархического уровня из одного метастабильного состояния в другое.

– проведённые в окрестностях г. Улаанбаатар сейсмогеологические исследования показали, что активные разломы в бортах впадин наследуют разрывные структуры, оформившиеся на завершающем этапе каледонской складчатости до заложения впадин. Благодаря этому наследованию современные активные разломы имеют преимущественно взбросовую кинематику, а их расположение не совпадает с границами впадин мезозойского возраста. Причиной активизации разломов является продолжающийся рост сводового поднятия, хотя и не столь интенсивный как в позднем палеозое или мезозое.

– расчеты GPS–скоростей на полигоне “Ulaanbaatar” показали, что деформации поверхности земной коры неоднородны и уменьшение скорости деформации происходит с СЗ на ЮВ. Повышенные значения деформаций приурочены к зонам сейсмодислокаций, а максимальные сдвиговые деформации имеют вид вытянутых полос, разделяющих блоки с меньшей деформацией. На западе полигона выделяется зона субмеридиональной ориентации с преобладанием раздвиговой составляющей деформации и к этой зоне с максимальным проявлением

составляющей растяжения приурочено скопление землетрясений.

– сейсмологические и эманационные данные подтверждает, что разломообразование в земной коре Улаанбаатарского полигона происходит в соответствии с глобальным полем напряжений. Стиль активного разрывообразования определяется обстановкой сдвига с ориентацией оси сжатия в направлении ЮЗ-СВ, что согласуется с ЮЗ-СВ направленностью оси максимального главного горизонтального напряжения SHmax в центральной части Монголии.

– повышение сейсмической активности в окрестностях г. Улаанбаатар обусловлено усилением тектонических подвижек по сети разломных зон и отчетливо проявляется при обработке сейсмологических, эманационных и GPS7 геодезических данных. Поскольку активные в голоцене крупные разломы этой территории обладают сейсмическим потенциалом, который может быть реализован землетрясениями с магнитудой до M≈7.5, то современная активизация разломной сети и выделение сильных палеоземлетрясений свидетельствуют о

необходимости уточнения оценки уровня исходной сейсмической опасности столицы Монголии в сторону ее увеличения.